DE102006036572B4 - Device for superimposed MRI and PET imaging - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung (1) zur überlagerten Magnetresonanztomographie- und Positronenemissionstomographie-Bilddarstellung, gekennzeichnet durch eine Magnetresonanztomographie-Röhre (2), die entlang ihrer Längsrichtung (z) ein erstes Gesichtsfeld definiert; eine Vielzahl um die Längsrichtung (z) paarweise gegenüberliegend angeordnete Positronenemissionstomographie-Detektionseinheiten (3); wobei die Vielzahl Positronenemissionstomographie-Detektionseinheiten (3) entlang der Längsrichtung (z) ein zweites Gesichtsfeld definiert; und eine Anordnungsdichte der Positronenemissionstomographie-Detektionseinheiten (3) entlang der Längsrichtung (z) so optimiert ist, dass das zweite Gesichtsfeld im wesentlichem mit dem ersten Gesichtsfeld übereinstimmt und dass im Zentrum des zweiten Gesichtsfelds in der z-Richtung mehr PET-Detektionseinheiten (3) weggelassen sind als an dessen Rand in der z-Richtung.Device (1) for superimposed magnetic resonance tomography and positron emission tomography image display, characterized by a magnetic resonance tomography tube (2) which defines a first field of view along its longitudinal direction (z); a plurality of positron emission tomography detection units (3) arranged opposite one another in pairs around the longitudinal direction (z); the plurality of positron emission tomography detection units (3) defining a second field of view along the longitudinal direction (z); and an arrangement density of the positron emission tomography detection units (3) along the longitudinal direction (z) is optimized such that the second field of view essentially coincides with the first field of view and that more PET detection units (3) in the center of the second field of view in the z direction are omitted as at the edge in the z direction.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung.The present invention relates to a device for superimposed MRI and PET imaging.

Neben der Magnetresonanztomographie (MRI) findet in den letzten Jahren auch die Positronenemissionstomographie (PET) zunehmend weitere Verbreitung in der medizinischen Diagnose. Während es sich bei der MRI um ein bildgebendes Verfahren zur Darstellung von Strukturen und Schnittbildern im Inneren des Körpers handelt, ermöglicht die PET eine Visualisierung und Quantifizierung von Stoffwechselaktivitäten in-vivo.In addition to magnetic resonance imaging (MRI), positron emission tomography (PET) has also become increasingly popular in medical diagnosis in recent years. While MRI is an imaging technique for displaying structures and sectional images inside the body, PET allows visualization and quantification of metabolic activities in vivo.

Die PET nutzt die besonderen Eigenschaften der Positronenstrahler und der Positronen-Annihilation aus, um quantitativ die Funktion von Organen oder Zellbereichen zu bestimmen. Dem Patienten werden dabei vor der Untersuchung entsprechende Radiopharmaka verabreicht, die mit Radionukliden markiert sind. Die Radionuklide senden beim Zerfall Positronen aus, die nach kurzer Distanz mit einem Elektron in Wechselwirkung treten, wodurch eine so genannte Annihilation entritt. Dabei entstehen zwei Gamma-Quanten, die in entgegengesetzter Richtung (um 180° versetzt) auseinander fliegen. Die Gamma-Quanten werden von zwei gegenüberliegenden PET-Detektormodulen innerhalb eines bestimmten Zeitfensters erfasst (Koinzidenz-Messung), wodurch der Ort der Annihilation auf eine Position auf der Verbindungslinie zwischen diesen beiden Detektormodulen bestimmt wird.PET exploits the special features of positron emitters and positron annihilation to quantitatively determine the function of organs or cell areas. The patient is given appropriate radiopharmaceuticals labeled with radionuclides prior to the examination. The radionuclides emit positron upon decay, which interact with an electron after a short distance, resulting in a so-called annihilation. This produces two gamma quanta, which fly apart in the opposite direction (offset by 180 °). The gamma quanta are detected by two opposing PET detector modules within a certain time window (coincidence measurement), whereby the location of the annihilation is determined to a position on the connecting line between these two detector modules.

Zum Nachweis muss das Detektormodul bei der PET im Allgemeinen einen Großteil der Gantry-Bogenlänge bedecken. Es ist in Detektorelemente von wenigen Millimetern Seitenlänge unterteilt. Jedes Detektorelement generiert bei Detektion eines Gamma-Quants eine Ereignisaufzeichnung, die die Zeit sowie den Nachweisort, d. h. das entsprechende Detektorelement angibt. Diese Informationen werden an eine schnelle Logik übermittelt und verglichen. Fallen zwei Ereignisse in einem zeitlichen Maximalabstand zusammen, so wird von einem Gamma-Zerfallsprozess auf der Verbindungslinie zwischen den beiden zugehörigen Detektorelementen ausgegangen. Die Rekonstruktion des PET Bildes erfolgt mit einem Tomografiealgorithmus, d. h. der sog. Rückprojektion.For detection, the detector module in PET generally has to cover a majority of the gantry arc length. It is divided into detector elements of a few millimeters side length. Each detector element, upon detection of a gamma quantum, generates an event record indicating the time as well as the location of detection, i. H. indicates the corresponding detector element. This information is transmitted to a fast logic and compared. If two events coincide within a maximum time interval, a gamma decay process is assumed on the connecting line between the two associated detector elements. The reconstruction of the PET image is done with a tomography algorithm, i. H. the so-called back projection.

Aufgrund der unterschiedlichen Informationen, die durch MRI und PET erhalten werden, ist eine überlagerte Bilddarstellung der beiden Verfahren in vielen Fällen wünschenswert.Due to the different information obtained by MRI and PET, superimposed imaging of the two methods is desirable in many cases.

Für zukünftige Systeme wird derzeit versucht, die Bildgebungsverfahren MRI und PET in einem Gerät zu kombinieren und möglichst gleichzeitig einsetzbar zu machen. Hierbei wird als PET-Detektormodul ein Avalanche-Fotodiodenarray (APD-Fotodiodenarray) mit einem vorgeschalteten Array aus Lutetium-Oxyorthosilikat-Kristallen (LSO-Kristallen) favorisiert. Die 5 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht der Struktur eines herkömmlichen PET-Detektionsmoduls gemäß dem Stand der Technik. Das PET-Detektormodul besteht aus einem APD-Fotodiodenarray 5 mit einem vorgeschalteten Array aus LSO-Kristallen 4. In der axialen Richtung des PET-Detektionsmoduls ist eine elektrische Verstärkerschaltung (AMP) 6 angeordnet, d. h. hinter dem APD-Fotodiodenarray 5.For future systems, it is currently being attempted to combine the imaging methods MRI and PET in one device and to make them usable as simultaneously as possible. Here, as the PET detector module, an avalanche photodiode array (APD photodiode array) with an upstream array of lutetium oxyorthosilicate crystals (LSO crystals) is favored. The 5 schematically shows a perspective view of the structure of a conventional PET detection module according to the prior art. The PET detector module consists of an APD photodiode array 5 with an upstream array of LSO crystals 4 , In the axial direction of the PET detection module is an electrical amplifier circuit (AMP) 6 placed behind the APD photodiode array 5 ,

Das PET-Detektormodul ist wegen den Kristallen eine relativ teure Komponente. Für eine Serienlösung wären kostengünstige Ansätze vorteilhaft.The PET detector module is a relatively expensive component because of the crystals. For a serial solution, cost-effective approaches would be advantageous.

Ein anderer Vorschlag verwendet eine Gantry, in dessen z-Richtung (Längsrichtung) und Umfangsrichtung ein ausgedehntes Array aus APD/LSO-Detektoren angeordnet ist. In einer Basisanordnung sitzt eine MRI-Antenne innerhalb des PET-Detektors und ist von diesem zur gegenseitigen Störungsentkopplung durch einen PET-durchlässigen, MRI-kompatiblen HF-Schirm getrennt.Another proposal uses a gantry in whose z-direction (longitudinal direction) and circumferential direction an extensive array of APD / LSO detectors is arranged. In a base assembly, an MRI antenna sits within the PET detector and is separated therefrom for mutual interference decoupling by a PET-transmissive, MRI-compatible RF shield.

Üblicherweise hat ein MRI-Gerät in der Längsrichtung (z-Richtung) ein etwa 50 cm langes Gesichtsfeld (FOV). Ein PET-System hat üblicherweise in z-Richtung ein nur etwa 15 cm langes Gesichtsfeld (FOV). Zur Kostenreduktion für eine Serienlösung kann die Tatsache ausgenutzt werden, dass die MRI-Untersuchung im Allgemeinen deutlich länger dauert als die PET-Datenerfassung. Hierdurch wird es möglich, PET-Aufnahmen zeitlich sequenziell durch Verschieben des Detektormoduls zu erfassen. Wenn das MRI-Gerät in z-Richtung ein etwa 50 cm langes Gesichtsfeld hat, und das PET-System in z-Richtung ein etwa 15 cm langes Gesichtsfeld hat, dann müsste das PET-System 3 bis 4 mal verschoben werden, um das Gesichtsfeld des MRI-Geräts abzudecken. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass eine mechanische Bewegung notwendig ist.Typically, an MRI device in the longitudinal direction (z-direction) has an approximately 50 cm long field of view (FOV). A PET system typically has only about 15 cm of field of view (FOV) in the z-direction. To reduce costs for a serial solution, the fact that the MRI examination generally takes significantly longer than the PET data acquisition can be exploited. This makes it possible to detect PET recordings sequentially in time by moving the detector module. If the MRI device has an approximately 50 cm field of view in the z-direction, and the z-direction PET system has an approximately 15 cm field of view, then the PET system would have to be displaced 3 to 4 times around the field of view of the MRI device. The disadvantage of this method is that a mechanical movement is necessary.

Die WO 2006/071922 A2 offenbart eine Vorrichtung zur überlagerten Magnetresonanztomographie- und Positronenemissionstomographie-Bilddarstellung, welche eine Magnetresonanztomographie-Röhre sowie eine Vielzahl von um die Längsrichtung der Magnetresonanztomographie-Röhre paarweise gegenüberliegend angeordneten Positronenemissionstomographie-Detektionseinheiten aufweist.The WO 2006/071922 A2 discloses an apparatus for superimposed magnetic resonance tomography and positron emission tomography imaging comprising a magnetic resonance tomography tube and a plurality of paired positron emission tomography detection units disposed in pairs opposite the longitudinal direction of the magnetic resonance tomography tube.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung vorzusehen, die einerseits preiswert herzustellen ist und andererseits keine Relativbewegung zwischen PET-System und MRI-Gerät durchführt.It is the object of the present invention to provide a device for superimposed MRI and PET image display, which on the one hand is inexpensive to manufacture and on the other hand performs no relative movement between the PET system and MRI device.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung ist in den Unteransprüchen weitergebildet. This object is achieved by the device for superimposed MRI and PET imaging with the features of claim 1. The invention is further developed in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist eine Anordnungsdichte der PET-Detektionseinheiten entlang der Längsrichtung so optimiert, dass das zweite Gesichtsfeld im wesentlichem gleich dem ersten Gesichtsfeld ist und dass im Zentrum des zweiten Gesichtsfelds in der z-Richtung mehr PET-Detektionseinheiten (3) weggelassen sind als an dessen Rand in der z-Richtung. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Anzahl der PET-Detektionseinheiten optimiert, so dass die Kosten für die PET-Detektionseinheiten reduziert sind und keine Relativbewegung zwischen PET-System und MRI-Gerät erforderlich ist.According to the invention, an arrangement density of the PET detection units along the longitudinal direction is optimized so that the second field of view is substantially equal to the first field of view and that more PET detection units (in the center of the second field of view in the z-direction) are used. 3 ) are omitted as at the edge thereof in the z-direction. As a result, the number of PET detection units is advantageously optimized, so that the costs for the PET detection units are reduced and no relative movement between the PET system and the MRI apparatus is required.

Mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen werden nunmehr bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.With reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the invention will now be described.

In den Zeichnungen zeigenIn the drawings show

1 Vorrichtung zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 Apparatus for overlaid MRI and PET imaging according to the present invention;

2 eine Anordnung von PET-Detektionseinheiten in einer Vorrichtung zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 an arrangement of PET detection units in a device for superimposed MRI and PET imaging according to a first embodiment of the present invention;

3 eine Anordnung von PET-Detektionseinheiten in einer Vorrichtung zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 an arrangement of PET detection units in a device for superimposed MRI and PET imaging according to a second embodiment of the present invention;

4 eine Anordnung von PET-Detektionseinheiten in einer Vorrichtung zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 4 an arrangement of PET detection units in a device for superimposed MRI and PET imaging according to a third embodiment of the present invention; and

5 schematisch eine perspektivische Ansicht der Struktur eines herkömmlichen PET-Detektionsmoduls gemäß dem Stand der Technik. 5 schematically a perspective view of the structure of a conventional PET detection module according to the prior art.

Im Folgenden werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

Die 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 1 besteht aus einer bekannten MRI-Röhre 2.The 1 shows a device 1 for superimposed MRI and PET imaging according to the present invention. The device 1 consists of a known MRI tube 2 ,

Die MRI-Röhre 2 definiert eine Längsrichtung z, die sich orthogonal zur Zeichnungsebene der 1 erstreckt und in den 2 bis 4 gezeigt ist. Die in den 2 bis 4 gezeigte y-Richtung entspricht einer abgewickelten Umfangsrichtung der MRI-Röhre 2.The MRI tube 2 defines a longitudinal direction z which is orthogonal to the plane of the drawing 1 extends and into the 2 to 4 is shown. The in the 2 to 4 shown y-direction corresponds to a developed circumferential direction of the MRI tube 2 ,

Wie dies in der 1 gezeigt ist, sind koaxial innerhalb der MRI-Röhre 2 mehrere, um die Längsrichtung z paarweise gegenüberliegend angeordnete PET-Detektionseinheiten 3 angeordnet. Die PET-Detektionseinheiten 3 bestehen vorzugsweise aus einem APD-Fotodiodenarray 5 mit einem vorgeschalteten Array aus LSO-Kristallen 4 und einer elektrischen Verstärkerschaltung (AMP) 6. Die Erfindung ist aber nicht auf die PET-Detektionseinheiten 3 mit dem APD-Fotodiodenarray 5 und dem vorgeschalteten Array aus LSO-Kristallen 4 beschränkt, sondern zur Detektion können gleichsam auch anders geartete Fotodioden, Kristalle und Vorrichtungen verwendet werden.Like this in the 1 shown are coaxial within the MRI tube 2 a plurality of PET detection units arranged in pairs opposite to the longitudinal direction z 3 arranged. The PET detection units 3 preferably consist of an APD photodiode array 5 with an upstream array of LSO crystals 4 and an electrical amplifier circuit (AMP) 6 , However, the invention is not based on the PET detection units 3 with the APD photodiode array 5 and the upstream array of LSO crystals 4 limited, but for detection, as well as other types of photodiodes, crystals and devices can be used.

Die Bildverarbeitung zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung erfolgt durch einen Rechner 7.Image processing for superimposed MRI and PET imaging is performed by a computer 7 ,

Entlang ihrer Längsrichtung z definiert die MRI-Röhre 2 ein zylindrisches, erstes Gesichtsfeld. Die Vielzahl der PET-Detektionseinheiten 3 definiert entlang der Längsrichtung z ein zylindrisches, zweites Gesichtsfeld. Erfindungsgemäß stimmt das zweite Gesichtsfeld der PET-Detektionseinheiten 3 im wesentlichem mit dem ersten Gesichtsfeld der MRI-Röhre 2 überein. Realisiert wird dies durch eine entsprechende Anpassung der Anordnungsdichte der PET-Detektionseinheiten 3 entlang der Längsrichtung z.Along its longitudinal direction z defines the MRI tube 2 a cylindrical, first field of vision. The multitude of PET detection units 3 defines along the longitudinal direction z a cylindrical, second field of view. According to the invention, the second field of view of the PET detection units is correct 3 essentially with the first field of view of the MRI tube 2 match. This is realized by a corresponding adaptation of the arrangement density of the PET detection units 3 along the longitudinal direction z.

Die 2 zeigt eine derartige Anordnung der PET-Detektionseinheiten 3 sowie die Struktur der PET-Detektionseinheiten 3 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.The 2 shows such an arrangement of the PET detection units 3 as well as the structure of the PET detection units 3 according to a first embodiment of the present invention.

Zwischen zwei benachbarten APD-Fotodiodenarrays 5 mit den jeweils vorgeschalteten Arrays aus LSO-Kristallen 4 ist ein Abstand vorhanden, wodurch ein schachbrettartiges Muster entsteht.Between two adjacent APD photodiode arrays 5 with the respective upstream arrays of LSO crystals 4 There is a gap, creating a checkered pattern.

Hier wird außerdem deutlich, dass die AMP 6 jeweils nicht in der axialen Richtung der PET-Detektionseinheit 3 angeordnet sind, sondern in einer Ebene parallel zu der Längsrichtung z neben den dazugehörigen LSO-Kristallen 4 und APD-Fotodioden 5. Die AMP 6 sind also neben den dazugehörigen LSO-Kristallen 4 und APD-Fotodioden 5 angeordnet, so dass jede PET-Detektionseinheit 3 einen geringeren Raum in der radialen Richtung des Gantry einnimmt.Here it also becomes clear that the AMP 6 not in the axial direction of the PET detection unit, respectively 3 but in a plane parallel to the longitudinal direction z adjacent to the associated LSO crystals 4 and APD photodiodes 5 , The AMP 6 So they are next to the corresponding LSO crystals 4 and APD photodiodes 5 arranged so that each PET detection unit 3 occupies a smaller space in the radial direction of the gantry.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel können sowohl das erste Gesichtsfeld als auch das zweite Gesichtsfeld zum Beispiel eine Länge von 50 cm in der z-Richtung haben.For example, in the first embodiment, both the first visual field and the second visual field may have a length of 50 cm in the z-direction.

Die in der 2 gezeigte Anordnung der PET-Detektionseinheiten 3 in der Vorrichtung zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beruht auf den folgenden Überlegungen.The in the 2 shown arrangement of the PET detection units 3 in the superimposed MRI and PET imaging apparatus according to the first embodiment, the following considerations are based.

Würde das zweite Gesichtsfeld auf klassische Weise durch homogene Belegung der gesamten Gantry mit PET- Detektionseinheiten 3 aufgespannt werden, dann ergibt sich bedingt durch die so genannte 3D-Technik (z. B. „Theory and Practice of 3D PET, B. Bendriem, D. Townsend”) eine Empfindlichkeitsverteilung, die im Zentrum wesentlich höher ist als am Rand des zweiten Gesichtsfelds. Des Weiteren würde diese erhöhte Empfindlichkeit nochmals die PET-Messzeit verkürzen. Da aber aufgrund der Anforderungen der MRI der Patient weiterhin an dieser Position zur Messung liegen bleiben muss, ist diese erhöhte Empfindlichkeit nicht notwendig.The second visual field would be in the classical way by homogeneous occupancy of the entire gantry with PET detection units 3 Due to the so-called 3D technique (eg "Theory and Practice of 3D PET, B. Bendriem, D. Townsend"), a sensitivity distribution results which is significantly higher in the center than at the edge of the second field of view. Furthermore, this increased sensitivity would once again shorten the PET measurement time. However, due to the requirements of MRI, since the patient still has to stay in that position for measurement, this increased sensitivity is not necessary.

Es ist die Zielsetzung, das PET-System so auszulegen, dass zwar ein zur MRI-Röhre 2 identisches Gesichtsfeld betrachtet wird (Messablauf), aber auch die Messzeit identisch ist.The goal is to design the PET system in such a way that it is one to the MRI tube 2 identical field of view is considered (measurement), but also the measuring time is identical.

Daher ist es möglich, das PET-System mit reduzierter Empfindlichkeit zu bauen. Vorteilhaft ist, wenn die Empfindlichkeit insbesondere im Zentrum reduziert wird, da hier durch die vorstehend erwähnte 3D-Technik ohnehin die höchste Empfindlichkeit vorhanden ist.Therefore, it is possible to build the PET system with reduced sensitivity. It is advantageous if the sensitivity is reduced, in particular in the center, since the highest sensitivity is already present here by the above-mentioned 3D technique anyway.

Eine denkbare Möglichkeit wäre, im Zentrum des PET-Systems kürzere Kristalle zu verwenden. Dies würde signifikant Kosten sparen, da die Kristalle sehr teuer sind. Eine weitere denkbare Möglichkeit wäre, im Zentrum des PET-Systems ganze Kristalle wegzulassen und die dann fehlende Information durch Interpolation wiederzugewinnen. Ein Ansatz hierzu ist, jeden zweiten Kristall wegzulassen. Dies ist nicht sehr kosteneffizient, da pro PET-Detektionseinheit 3 dennoch die Kosten für die AMP 6 etc. anfallen.One conceivable option would be to use shorter crystals at the center of the PET system. This would significantly save costs because the crystals are very expensive. Another conceivable possibility would be to omit whole crystals in the center of the PET system and to then recover the missing information through interpolation. One approach is to omit every other crystal. This is not very cost effective, as per PET detection unit 3 nevertheless the costs for the AMP 6 etc. incurred.

Es ist vorzuziehen, zumindest im Zentrum des PET-Systems jede zweite PET-Detektionseinheit 3 wegzulassen. Dies führt zu einer signifikant höheren Kostenersparnis und bietet zusätzlich die Möglichkeit, die notwendige AMP 6 (Vorverstärker und Leitungstreiber) neben der dazugehörigen PET-Detektionseinheit 3 anzubringen. Dies spart Platz in radialer Richtung des Gantry, der in einem MRI-System extrem teuer ist. Diese Lösung ist in der 2 gezeigt.It is preferable, at least in the center of the PET system, for every second PET detection unit 3 omit. This leads to a significantly higher cost savings and additionally offers the possibility of the necessary AMP 6 (Preamplifier and line driver) next to the associated PET detection unit 3 to install. This saves space in the radial direction of the gantry, which is extremely expensive in an MRI system. This solution is in the 2 shown.

Die 3 zeigt eine weitere Anordnung von PET-Detektionseinheiten 3 in einer Vorrichtung zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.The 3 shows another arrangement of PET detection units 3 in a device for superimposed MRI and PET imaging according to a second embodiment of the present invention.

Das zweite Ausführungsbeispiel ist hinsichtlich des ersten Ausführungsbeispiels dahingehend abgewandelt, dass die PET-Detektionseinheiten 3 am Ende des zweiten Gesichtsfelds in der z-Richtung jeweils so orientiert sind, dass das LSO-Kristallarray 4 und das APD-Fotodiodenarray 5 zur Mitte der MRI-Röhre 2 orientiert sind und die dazugehörige AMP 6 zum Rand der MRI-Röhre 2 orientiert ist.The second embodiment is modified with respect to the first embodiment in that the PET detection units 3 at the end of the second field of view in the z-direction are each oriented so that the LSO crystal array 4 and the APD photodiode array 5 to the middle of the MRI tube 2 are oriented and the associated AMP 6 to the edge of the MRI tube 2 is oriented.

In vorteilhafter Weise ist an den äußeren Rändern des zweiten Gesichtsfelds in der z-Richtung jeweils ein voller Ring bestehend aus den LSO-Kristallarrays 4 und den APD-Fotodiodenarrays 5 angeordnet, deren AMP's 6 außerhalb des zweiten Gesichtsfelds sitzen, um die Empfindlichkeit am Rand zu steigern.Advantageously, at the outer edges of the second field of view in the z-direction in each case a full ring consisting of the LSO crystal arrays 4 and the APD photodiode arrays 5 arranged, whose AMP's 6 sit outside of the second field of view to increase edge sensitivity.

Die 4 zeigt eine Anordnung von PET-Detektionseinheiten 3 in einer Vorrichtung zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.The 4 shows an arrangement of PET detection units 3 in a superimposed MRI and PET imaging apparatus according to the third embodiment of the present invention.

Das dritte Ausführungsbeispiel ist hinsichtlich des zweiten Ausführungsbeispiels dahingehend abgewandelt, dass im Zentrum des zweiten Gesichtsfelds in der z-Richtung mehr PET-Detektionseinheiten 3 weggelassen sind als an dessen Rand in der z-Richtung.The third embodiment is modified with respect to the second embodiment in that in the center of the second field of view in the z-direction more PET detection units 3 are omitted as at its edge in the z-direction.

Zur Optimierung sollte das System simuliert werden und dann eine optimierte Belegung definiert werden, vorzugsweise anhand einer Modulation-Transfer-Function (MTF).For optimization, the system should be simulated and then an optimized assignment should be defined, preferably using a Modulation Transfer Function (MTF).

Das erste bis dritte Ausführungsbeispiel haben die folgenden Vorteile: Zunächst werden Kosten eingespart aufgrund der reduzierten Anzahl der PET-Detektionseinheiten 3.The first to third embodiments have the following advantages. First, costs are saved due to the reduced number of the PET detection units 3 ,

Zusätzlich wird radialer Platz in der Gantry eingespart, da die AMP 6 neben den dazugehörigen LSO-Kristallarrays 4 und APD-Fotodiodenarrays 5 angeordnet ist. Auch dies führt zu einer billigeren MRI-Systemintegration.In addition, radial space in the gantry is saved as the AMP 6 in addition to the associated LSO crystal arrays 4 and APD photodiode arrays 5 is arranged. This also leads to a cheaper MRI system integration.

Ein weiterer Vorteil ist die Tatsache, dass die Abmessungen des Gesamtsystems bis auf weiteres durch den Magneten der MRI-Röhre 2 vorgegeben werden. Die Anforderungen, eine PET-Gantry aus Design- und Klaustrophobiegründen möglichst kurz und klein zu halten, entfallen somit ohnehin.Another advantage is the fact that the dimensions of the overall system until further notice by the magnet of the MRI tube 2 be specified. The requirements to keep a PET gantry as short and small as possible for reasons of design and claustrophobia are thus eliminated anyway.

Claims (6)

Vorrichtung (1) zur überlagerten Magnetresonanztomographie- und Positronenemissionstomographie-Bilddarstellung, gekennzeichnet durch eine Magnetresonanztomographie-Röhre (2), die entlang ihrer Längsrichtung (z) ein erstes Gesichtsfeld definiert; eine Vielzahl um die Längsrichtung (z) paarweise gegenüberliegend angeordnete Positronenemissionstomographie-Detektionseinheiten (3); wobei die Vielzahl Positronenemissionstomographie-Detektionseinheiten (3) entlang der Längsrichtung (z) ein zweites Gesichtsfeld definiert; und eine Anordnungsdichte der Positronenemissionstomographie-Detektionseinheiten (3) entlang der Längsrichtung (z) so optimiert ist, dass das zweite Gesichtsfeld im wesentlichem mit dem ersten Gesichtsfeld übereinstimmt und dass im Zentrum des zweiten Gesichtsfelds in der z-Richtung mehr PET-Detektionseinheiten (3) weggelassen sind als an dessen Rand in der z-Richtung.Contraption ( 1 ) for superimposed magnetic resonance tomography and positron emission tomography imaging, characterized by a magnetic resonance imaging tube ( 2 ) defining a first field of view along its longitudinal direction (z); a plurality of positron emission tomography detection units arranged in pairs opposite one another longitudinally (z) 3 ); wherein the plurality of positron emission tomography detection units ( 3 ) defines a second field of view along the longitudinal direction (z); and an arrangement density of the positron emission tomography detection units ( 3 ) along the longitudinal direction (z) is optimized such that the second field of view substantially coincides with the first field of view, and in the center of the second field of view in the z-direction more PET detection units ( 3 ) are omitted as at the edge thereof in the z-direction. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Positronenemissionstomographie-Detektionseinheiten (3) jeweils ein Avalanche-Fotodiodenarray (5) mit einem vorgeschalteten Lutetium-Oxyorthosilikat-Kristallarray (4) und eine elektrische Verstärkerschaltung (6) aufweisen.Apparatus according to claim 1, wherein the positron emission tomography detection units ( 3 ) each an avalanche photodiode array ( 5 ) with an upstream lutetium oxyorthosilicate crystal array ( 4 ) and an electrical amplifier circuit ( 6 ) exhibit. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei zwischen zwei benachbarten Positronenemissionstomographie-Detektionseinheiten (3) ein Abstand zumindest entsprechend einer Positronenemissionstomographie-Detektionseinheit (3) vorhanden ist.Device according to one of claims 1 or 2, wherein between two adjacent positron emission tomography detection units ( 3 ) a distance at least corresponding to a positron emission tomography detection unit ( 3 ) is available. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei in einer Positronenemissionstomographie-Detektionseinheit (3) die elektrische Verstärkerschaltung (6) in einer Ebene, die parallel zu der Längsrichtung (z) ist, neben dem Lutetium-Oxyorthosilikat-Kristallarray (4) und/oder dem Avalanche-Fotodiodenarray (5) angeordnet ist.Device according to one of claims 2 or 3, wherein in a positron emission tomography detection unit ( 3 ) the electrical amplifier circuit ( 6 ) in a plane which is parallel to the longitudinal direction (z), next to the lutetium oxyorthosilicate crystal array ( 4 ) and / or the avalanche photodiode array ( 5 ) is arranged. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Positronenemissionstomographie-Detektionseinheiten (3) am Ende des zweiten Gesichtsfelds jeweils in der Längsrichtung (z) so orientiert sind, dass das Lutetium-Oxyorthosilikat-Kristallarray (4) und/oder das Avalanche-Fotodiodenarray (5) zur Mitte der Magnetresonanztomographie-Röhre (2) orientiert sind und die elektrische Verstärkerschaltung (6) zum Rand der Magnetresonanztomographie-Röhre (2) orientiert ist.Apparatus according to claim 4, wherein the positron emission tomography detection units ( 3 ) at the end of the second field of view in each case in the longitudinal direction (z) are oriented so that the lutetium oxyorthosilicate crystal array ( 4 ) and / or the avalanche photodiode array ( 5 ) to the center of the magnetic resonance imaging tube ( 2 ) and the electrical amplifier circuit ( 6 ) to the edge of the magnetic resonance imaging tube ( 2 ) is oriented. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest in Zentrum der Vorrichtung (1), insbesondere des PET-Systems, jede zweite Positronenemissionstomographie-Detektionseinheit (3) weggelassen ist.Device according to one of the preceding claims, wherein at least in the center of the device ( 1 ), in particular of the PET system, every other positron emission tomography detection unit ( 3 ) is omitted.
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